叶利辉
安徽省黄山市歙县城关小学 安徽黄山 245200
“植树问题”中蕴涵着许多的数学思想,如数形结合、以简驭繁、一一对应等,个人觉得,其中最重要的就是“一一对应”。可以这么说,“植树问题”的本质就是对应问题,一旦明确了“间隔”与“树”这两者之间的对应关系,再以此为基础并通过适当变化就可以应对各种变化了的情况。
一、“对应”解题,激活思维
【教学片断】
师:同学们,今天咱们要研究的是?
生:植树问题。
师:你们怎么知道的?
生:课件上有课题和授课老师的信息。
师:老师要表扬你们,因为善于观察和发现是数学学习的好习惯。下面接着考验大家,仔细看大屏幕,你们了解到哪些信息?(课件上出现许多无序、凌乱的太阳和月亮,大约2秒后迅速隐去)
生:太阳多。
师:多几个?
生:太阳比月亮多3个。
师:为什么现在你们能这么斩钉截铁地给出答案呢?
生:因为开始的时候很乱,而现在是有序的,有规律的,上面是太阳,下面是月亮,一个对着一个,还有3个太阳下面没有月亮对着,所以,就多了3个太阳。
师:听明白了吗?
生:明白了。
师:刚才这位同学在描述中用到了“有序”和“规律”这两个词(板书)。一起来看,规律就是……(师对照课件比划)
生:一个太阳对一个月亮,一个太阳对一个月亮。
师:对到最后,怎么了?
生:还有3个太阳没有月亮对,所以太阳多3个。
师:请同学们接着来看。(课件出示一横排太阳月亮图——1个太阳1个月亮,1个太阳1个月亮,中间用“……”,最后由太阳结尾。)
现在呢,谁多?多几个?
生:太阳比月亮多1个。
师:你们能确定太阳和月亮的具体数量吗?
生:不能。
师:中间的“……”是什么意思?
生:省略了一部分太阳和月亮。
师:能确定这一部分的数量吗?
生:虽然不能,但能确定太阳比月亮多一个。
师:为什么?
生:因为有这样的规律——太阳和月亮是一组的,1个太阳后面会跟着1个月亮,最后1个太阳后面没有月亮跟了。
师:用前面同学的话说,就是太阳和月亮是一组,是对应的,我们把这样的对应叫作“一一对应”。
……
【教学思考】
“一一对应”思想并不是“空中楼阁”,学生早有接触与感知,怎么唤醒学生的潜在思维记忆,怎样向学生传递“一一对应”思想才不会显得突兀呢?
1.设置“比较”情境,让“一一对应”思想的应用顺理成章。
比多少,学生非常熟悉,但太阳和月亮的比较并不“简单”,不比眼力、不比数感、设置此环节的目的不止于比出结果,还在于数学思想方法的有效运用。3次比较,图形由少到多,数量从确定到不确定,呈现形式由凌乱、随机到规律、有序,学生对结果的判断从盲目猜测到有理有据,情境简单,但实效明显,激活潜藏于学生心底的思维记忆。
2.探寻“对应”规律,为灵活应用夯实基础。
从找规律到构建数学模型,再到应用模型,这是本节课设计教学的整体构思。在从“无序”到“有序”的对比中发现规律,通过解释说理来找寻“对应”关系,当学生发现“一个太阳一个月亮是一组”“一个跟着一个”时,太阳和月亮的具体数量是多少已不重要,“……”处省略了多少个太阳和月亮也已不重要,这样,将复杂的现象简单化,渗透“化繁为简”的数学思想,为下一环节构建模型和根据实际情况灵活应用夯实基础。
二、数形结合,构建模型
【教学片断】
课件出示题目:在全长20米的小路一侧植树,每隔5米植一棵,要植多少棵?
师:自由读题,你能获取到哪些数学信息?
生:小路长20米,5米植一棵树,问要植多少棵树。
师:对了,20米就是路长(板书:路长),怎么植树?5米是?
生:植树的间隔。
师:也就是每个间隔的长度(板书:间隔长度)。按照这样的要求,一共要植多少棵树?有结果了吗?分享一下。
生:要植5棵树。
师:说说算式。
生:20÷5+1。(师板书)
师:20÷5得?
生:4。
师:4表示的是?
生:是指20米的路,5米一个间隔,可以分成4个间隔。
师:可以看作是间隔数。为什么要“+1”呢?
生:因为开头还有1棵。
师:请你在黑板上将自己的植树方案画下来。(生在白板课件上画)
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师:4条线段表示4个间隔。树植在哪?
生:每个间隔的开头和末尾的位置。
师:树植在间隔的起始和结束的位置,一前一后,可以叫作间隔点。一共植了5棵。大家都同意这位同学的植树方案吗?
生:同意。
师:我们就去现场看看,准备植树吧。
真是抱歉,由于前期老师没有去实地勘探地形,出现了新情况。在路的起始位置有一座房子(课件上演示),怎么办,现在需要植几棵树?
生:4棵。
师:有房子的地方还植吗?
生:不植了。
师:一棵一棵往后植,到了最后,又发现了一个问题,路的尽头有一个水塘,还植吗?
生:不植了。
师:路的一头有房子,另一头有水塘,要植几棵树?
生:3棵。
师:我们再来捋一捋(课件集中展示3种植树方案),第一种方案植5棵树,如果一头有障碍物,植4棵,如果两头有障碍物,植3棵。
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师:比较这3种方案,有没有共同点?
生:有。路长是一样的,间隔长度和数量也是一样的。
师:请再思考,在上面的3种情况中,有没有像课前我们分析的,如“太阳和月亮”那样的对应关系?
生:有,间隔和树对应。
师:谁来对照图说说看。
生:第一副图,一棵树对应一个间隔,一棵树对应一个间隔,最后一棵树没有间隔对了。
师:说明树比间隔……
生:树比间隔多1。
师:是的,间隔的数量4个,树的棵树是5棵。所以可这样列式解决:20÷5+1。
生:第二幅图中,从前往后看,一个间隔对一棵树,刚好对完。
师:因此,有4个间隔,就要植……
生:植4棵树。
师:同学们,想想看,房子的位置可能在前头,是不是也有可能在后头?这种情况下又有什么样的对应关系呢?
生:如果是这样,从前往后看,一棵树对一个间隔,一棵树对一个间隔,也是刚好对完。要植的树和间隔是一样的。
师:是的,树与间隔依然是一一对应,没有多余的。
生:如果两头都有障碍物,间隔对树,间隔对树,最后会多一个间隔。
师:那么植几棵树呢?
生:树比间隔数要少1,要植3棵树。
师:看来,植树看似简单,却也是个“技术活”,该怎么植,得看具体情况。
……
【教学思考】
路长、间隔长度、间隔数的关系,间隔与植树棵树的关系,是植树问题教学中不可不讨论的两个问题。如何讲?讲到什么程度?是不是要分三种情况(两端栽、只栽一端、两端不栽)一一总结算式,之后让学生熟记,解决实际问题时进行机械化的套用?
1.数形结合,重在说理
先说后画,通过画图验证想法,画好再说,借助图形来概括关系,数形结合是引导学生构建植树模型的必要载体,辨析说理是强化模型的有效手段。我们不能满足于学生得出“20÷5+1”这样的计算结果,而是要说清楚“20÷5”是什么?为什么要“+1”,“加在哪”?一段时间后,学生或许会忘了几个相关公式,却仍然可以借助画图来找到解决方法,这可能也是数学学习除去知识以外最重要的东西。
2.讲清根本,适时分类
植树问题教学,三种模型的区分不可避免,因为分类是科学研究的基本方法。但个人觉得不宜在课始就强化对三种情况的区分,因此,教学以一个开放问题——“在全长20米的小路一侧植树,每隔5米植一棵,要植多少棵?”来展开,学生考虑哪种情况都顺其自然,在学生分享“两端都栽”这种普遍情况时,顺势引导分析路长、间隔长度、间隔数之间的数量关系,这是学生已有的数学经验,难度不大,“教学楼”、“水塘”的出现既是“预设”,也可“随机”,是影响结果的“变数”。三种情况有联系,路长相同,间隔长度不变,所以间隔数是一样的,区别在于要考虑影响植树的“障碍物”的实际情况。
三、以简驭繁,固化模型
【教学片断】
出示习题1:在全长1000米的小路一侧植树(两端都栽),每隔10米植一棵,要植多少棵?
师:先思考,再画图,找对应关系,和同学分享你的发现。
生:开头先种一棵树,然后,一棵树对应一个间隔,为了节约时间,我在画图时,中间省略了许多树和间隔,到最后多了一棵树。
师:结果是要植多少棵树呢?
生:因为一一对应之后多一棵树,所以算出间隔数再加1就行。
师:看来,虽然路长更大了,间隔长度也跟之前不一样了,但解决方案还是一样的,我们可以借助“画图”,找准对应关系后,作出正确的判断。
出示习题2:学校要绿化校园,要在校园一侧的小路植树,小路全长120米,每隔5米植一棵(教学楼的墙根不植树)。
师:读懂信息了吗,怎么植?
生:小路的一端有教学楼,不植树。
师:审题细心。老师还有补充条件,请看,将植树任务按路长平均分给五年级3个班(按班序轮流完成),每班各植多少棵树?
生开始思考、小声讨论。
师:我们一起来分析一下,1班植树的路长是多少?
生:40米。
师:2班?3班呢?
生:都是40米。
师:3个班负责植树的路长都是40米,那3个班植树的棵树应该就是一样的?
生:不一样。
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师:哪不一样?
生:3班负责的40米里有教学楼,根据要求,墙根不植树,所以3班少植一棵。
师追问:那1班和2班应该植树棵树应该就是一样的了?
生:是。
生(质疑):不是。
师:那好,咱们一起来看看,每个班都是从哪开始植树,又是到哪结束的
(指名学生对照课件图先说1班从哪开始,到哪结束,再说2班和3班)。
生:1班从小路的起点开始植树,要植到40米的地方。1班完成后,2班接着植树,2班负责的路长起点就是1班的终点,因为已经植过了,所以2班起点处不植树,2班到了40米还是要植的,3班的起点被2班植过了,终点又是教学楼,因此,3班负责的路段,起点和终点都不用植树。
师:这位同学分析地很清楚,看来,3个班植树的棵树可不一样哦,分别是多少呢?拿起纸笔算算看吧,如果有困难,也可以再分别画画图。
……
【教学思考】
为检验学习效果,在引导学生构建模型之后,进入即时练习阶段,两个练习,梯度明显,用意不同。
1.以小见大,举一反三。
从在20米的小路植树,再到1000米的小路植树,间隔长度也从5米扩大到10米,其实他们都有着共同的模型,变化的是数据,不变的是方法,学生作图时用“……”略去了中间的树与间隔,抑或又是以后将会呈现的其它各种不同数据。通过“画简图——找对应关系——解决问题”,可以引导学生固化模型,同时培养学生举一反三,灵活解决实际问题的能力。
2.加强比较,打通关联。
有别于分三种类别的“专项”练习,设置“3个班在小路全长120米的小路上轮流种树”这一练习,显得更为巧妙,3个班,同样的路长与间隔,不同的植树模型与结果,综合性更强,思维难度也更大,不再是简单、机械的“对号入座”。题目一出,学生们争先恐后地发表意见,集中呈现的优势在于方便比较,沟通联系,形成整体的认知,从肯定到质疑,从直观到理性,观点在交融,思维在碰撞,方法在优化。
四、集中梳理,丰富模型
师:同学们,一一对应的思想,在我们的生活当中,其实有着广泛地应用,一起来看图片。
师:(出示手掌图片)有一一对应吗?
生:有。
师:谁和谁对应,说说看。
生:手指对间隔。
师:哦,一根手指对一个间隔,一根手指对一个间隔,对应之后……
生:对完之后,多一根手指。
师:是的,我们习惯地叫做”五指四空“。
师:(出示队列图片)有一一对应吗?
生:有,一个人对应一个点。
师:对的,一人一点,这也是一一对应的。人和间隔有对应关系吗?
生:一个人对应一个间隔,一个人对应一个间隔,对完之后,多出一个人,也就是人比间隔多1个。
师:像这样,有对应关系的例子还有很多,我们接着来看,图片依次出现“爬楼问题”,抑或“锯木问题”、“路灯问题”等图片并分析其中的对应关系。
……
【教学思考】
学生以前就接触过一些与植树问题有着相似的模型结构的问题,如“爬楼问题”、“锯木问题”等等,只是囿于学生的知识基础与思维水平,不宜进行集中提炼,此时此刻,适时进行拓展,有利于丰富模型。通过集中梳理,便于引导学生基于植树模型,同时超越植树情境,打通认知联系,经历从诸多实际问题中抽取出植树问题模型的过程,帮助他们提升思维水平,达到灵活解决问题的目的。
作者信息:叶利辉,男(1981.1-),汉族,安徽省黄山市人,本科,中小学一级教师;
研究方向:小学数学教育教学;